CN107452098B - 用于具有中继攻击阻止的密钥的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于具有中继攻击阻止的密钥的方法和设备，更具体地，中继攻击阻止系统包括移动平台，其包括在其中提供的移动平台接收器部件和多个移动平台发送器部件。所述系统还包括密钥装置，其具有密钥接收器部件、密钥发送器部件以及被配置成产生运动信息的运动传感器部件。所述密钥装置被配置成在密钥接收器部件处接收来自所述多个移动平台发送器部件的一个或多个第一信号，并且基于从一个或多个第一信号导出的运动信息和位置信息向移动平台接收器部件可选择地发送第二信号。

Description

用于具有中继攻击阻止的密钥的方法和设备
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年6月1日提交的美国临时专利申请号62/344,049的优先权，其内容被通过引用结合到本文中。
技术领域
本发明的技术领域一般地涉及与诸如机动车辆之类的移动平台相结合地使用的安全系统。更特别地，本发明的技术领域涉及用于在无线通信系统的环境中预防中继攻击及其它此类安全风险的系统和方法。
背景技术
诸如机动车辆、海洋船舶等移动平台常常采用电子密钥装置来实现移动平台的进入（例如，被动进入）和/或激活（例如，被动启动）。此类系统一般地采用各种低频和高频RF接收器/发送器来建立移动平台与密钥装置之间的通信，从而基于例如密钥到移动平台的接近度来确定要采取的行动。
遗憾的是，密钥装置及其关联移动平台经受各种攻击。一个此类攻击是例如中继攻击，其中，一个或多个参与方采用电子装置，其以哄骗系统相信满足用于实现移动平台的进入和/或激活的正确条件（即使当密钥装置远离移动平台相当大的距离时）的方式与密钥装置和移动平台进行无线通信。
因此，期望提供阻止中继攻击及其它安全风险的改善的密钥系统。根据结合附图及前述技术领域和背景技术进行的后续的具体实施方式和所附权利要求，其它期望的特征和特征将变得清楚。
发明内容
本发明公开了以下方案。
方案1.一种中继攻击阻止系统，包括：
移动平台，其包括在其中提供的移动平台接收器部件和多个移动平台发送器部件；
密钥装置，其包括密钥接收器部件、密钥发送器部件以及被配置成产生运动信息的运动传感器部件，所述密钥装置被配置成在所述密钥接收器部件处接收来自所述多个移动平台发送器部件中的至少一个的一个或多个第一信号并基于从所述一个或多个第一信号导出的运动信息和位置信息向所述移动平台接收器部件可选择地发送第二信号。
方案2.如方案1所述的系统，其中，所述密钥接收器部件包括低频天线，并且所述密钥发送器部件包括高频RF天线。
方案3.如方案1所述的系统，其中，所述密钥装置基于所述位置信息和所述运动信息来确定其是否位于所述移动平台的内部内。
方案4.如方案3所述的系统，其中，所述密钥装置基于所述运动信息来确定其是否正在被运动中的用户所携带。
方案5.如方案3所述的系统，其中，所述位置信息包括所述密钥装置与所述多个移动平台发送器部件的距离的确定。
方案6.如方案1所述的系统，其中，所述移动平台还包括处理器，所述处理器被配置成接收第二信号并基于所述第二信号确定行动。
方案7.如方案6所述的系统，其中，所述行动包括防止进入所述移动平台、防止激活所述移动平台、产生警报信号以及禁用对用于进入所述移动平台的请求或用于激活所述移动平台的请求的接收中的至少一个。
方案8.一种密钥装置，包括：
处理器；
密钥接收器部件；
密钥发送器部件；以及
被配置成产生运动信息的运动传感器部件；
其中，所述处理器被配置成执行软件代码，所述软件代码执行下列步骤：
接收来自在所述密钥装置外部的多个移动平台发送器部件中的至少一个的一个或多个第一信号；以及
基于从所述一个或多个第一信号导出的所述运动信息和位置信息向移动平台接收器部件可选择地发送第二信号。
方案9.如方案8所述的密钥装置，其中，所述密钥接收器部件包括低频天线，并且所述密钥发送器部件包括高频RF天线。
方案10. 如方案8所述的密钥装置，所述处理器基于所述位置信息和所述运动信息来确定所述密钥装置是否位于所述移动平台的内部内。
方案11. 如方案10所述的密钥装置，其中，所述处理器基于所述运动信息来确定其是否正在被运动中的用户所携带。
方案12. 如方案10所述的密钥装置，其中，所述位置信息包括所述密钥装置与所述多个移动平台发送器部件的距离的确定。
方案13. 如方案8所述的密钥装置，其中，所述处理器基于所述位置信息和所述运动信息来确定要采取的行动。
方案14. 如方案13所述的密钥装置，其中，所述行动包括防止进入所述移动平台、防止激活所述移动平台、产生警报信号以及禁用对用于进入所述移动平台的请求或用于激活所述移动平台的请求的接收中的至少一个。
方案15. 一种中继攻击阻止方法，包括：
在密钥装置处接收来自多个移动平台发送器部件中的至少一个的一个或多个第一信号；
基于所述一个或多个第一信号并基于与所述密钥装置相关联的运动信息和与所述密钥装置相关联的位置信息向所述移动平台接收器部件可选择地发送第二信号。
方案16. 如方案15所述的方法，进一步包括在所述密钥装置处基于所述位置信息和所述运动信息来确定所述密钥装置是否位于所述移动平台的内部内。
方案17. 如方案16所述的方法，其中，所述密钥装置基于所述运动信息来确定其是否正在被运动中的用户所携带。
方案18. 如方案15所述的方法，其中，所述位置信息包括所述密钥装置与所述多个移动平台发送器部件的距离的确定。
方案19. 如方案15所述的方法，其中，所述密钥装置基于所述运动信息和所述位置信息来确定行动。
方案20. 如方案19所述的方法，其中，所述行动包括防止进入所述移动平台、防止激活所述移动平台、产生警报信号以及禁用对用于进入所述移动平台的请求或用于激活所述移动平台的请求的接收中的至少一个。
附图说明
在下文中将结合以下附图来描述示例性实施例，其中，相同的附图标记表示相同元件，并且在所述附图中：
图1是图示出根据一个实施例的中继攻击阻止系统的概念框图；
图2是图示出示例性的双方中继攻击的概念框图；
图3是图示出根据一个实施例的确定模块的操作的概念框图；以及
图4是图示出根据一个实施例的方法的流程图。
具体实施方式
一般地，本文中描述的主题涉及用于防止跟与车辆及其它移动平台相结合地使用的密钥（key fob）和类似装置相关联的中继攻击的改善系统和方法。在各种实施例中，基于运动信息（与密钥装置的移动相关联）以及位置信息（与密钥装置相对于移动平台的相对位置相关联）两者而采取行动。此行动可能包括例如防止进入移动平台、防止激活移动平台、产生警报信号以及禁用对用于进入移动平台的请求或用于激活移动平台的请求的接收。
作为初步事项，并不意图受到在先前的技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中提出的任何明示或隐含理论的束缚。如本文中使用的术语模块或控制指的是单独地或以任何组合方式的任何硬件、软件、固件、电子控制部件、处理逻辑和/或处理器装置，在没有限制的情况下包括：专用集成电路（ASIC）、电子电路、处理器（共享式、专用式或群组式）和执行一个和多个软件或固件程序的存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其它适当部件。
在本文中在功能和/或逻辑块部件和各种处理步骤方面描述了本公开的实施例。应认识到的是此类块部件可以用被配置成执行指定功能的任何数目的硬件、软件和/或固件部件来实现。例如，本公开的实施例可采用各种集成电路部件，例如存储元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等，其可在一个或多个微处理器或其它控制装置的控制下执行多种功能。
另外，本领域的技术人员将认识到的是，可以结合任何数目的系统来实施本公开的实施例，并且本文中所述的照明组件仅仅是本公开的各种示例性实施例。为了简洁起见，在本文中并未详细地描述与汽车安全、无线通信、车辆网络、信号处理、数据传输、控制以及系统的其它功能方面（和系统的单独操作部件）有关的常规技术。此外，本文包含的各种图中所示的连接线意图表示各种元件之间的示例性功能关系和/或物理耦合。应注意的是，在本公开的实施例中可以存在许多替换或附加功能关系或物理连接。
图1是图示出根据一个实施例的中继攻击阻止系统100的概念框图。一般地，系统100包括移动平台120，其包括主体控制模块（BCM）或其它处理系统121、多个移动平台发送器部件123—128（例如，在约125 KHz下操作且具有约2—5米的范围的低频天线）和移动平台接收器部件122（例如，在约315—433 MHz下操作并具有约40—150米的范围的RF接收器操作）。移动平台120可能包括其中使用密钥装置来实现进入和/或激活的类型的任何结构或系统，诸如机动车辆、海洋船舶、飞机等。在不失一般性的情况下，在本文中在诸如图1中所示的传统机动车辆的背景下讨论了移动平台120。然而，实施例的范围不受此限制。图1的各种部件经由适当的总线或数据通信系统与BCM 121通信。
虽然在图1中示出了六个发送器部件123—128，但可以使用任何数目的发送器部件。如所示，发送器部件123—128可以分布在相对于车辆120的各种空间位置处。例如，发送器部件123和126一般地邻近于驾驶员和乘客门，而发送器部件124、125、127和128在移动平台120的内部（131）沿着其纵轴分布。如下面更详细地描述的，密钥装置102从发送器部件123—128中的每一个接收信号，该信号的相对强度可以部分地用来确定关于密钥装置102相对于移动平台120的位置信息——例如，密钥装置102是位于移动平台120的内部131还是外部130。该位置信息还可以包括密钥装置102相对于移动平台120的主体的位置的指示，诸如密钥装置102是否邻近于可以被用于进入的门中的一个或多个。
密钥装置102一般地包括外壳103、密钥接收器部件107（例如，低频天线）、密钥发送器部件108（例如，RF发送器）、存储器部件105、处理器110、电源（例如，电池106）以及被配置成产生运动信息的运动传感器部件109。运动传感器部件109包括被配置成确定密钥装置102的相对运动的硬件和软件的任何组合。例如，运动传感器部件109可能被实现为多轴（例如，3轴）加速度计、全球定位系统（GPS）装置、计步器、陀螺传感器等。
存储器部件105和处理器110连同在其中提供的适当软件一起被配置成执行本文中所述的各种方法。在一个实施例中，密钥装置102被配置成在密钥接收器部件107处从所述多个移动平台发送器部件121—128中的至少一个接收一个或多个信号。密钥装置102然后被配置成基于运动信息（从运动传感器部件109导出）和从一个或多个第一信号（即，来自发送器部件121—128）导出的位置信息向移动平台接收器部件122可选择地发送第二信号（例如，包括适当指令的加密信号）。
在一个实施例中，密钥装置102基于位置信息和运动信息来确定其是否位于移动平台120的内部131内。
在另一实施例中，密钥装置102基于从运动传感器部件109导出的运动信息来确定其是否被运动中的用户携带。亦即，密钥装置102可能使用加速度计数据来确定密钥装置的运动是否与人类行走一致。同样地，密钥装置102可能确定其是否是固定的或者其在移动平台120移动的同时是否位于该平台内。
在一个实施例中，密钥装置102基于位置信息和运动信息来确定应采取什么行动。在另一实施例中，移动平台120（例如，BCM 121）确定要采取的行动（基于由密钥装置102发送的信息）。
要采取的行动将取决于如上所述的运动和位置信息的组合。示例性的行动包括（1）防止进入移动平台120，（2）防止激活移动平台120，（3）产生警报信号以及（4）禁用对用于进入移动平台的请求或用于激活移动平台的请求的接收。可以采取任何数目的其它行动，这取决于环境和车辆120的性质。
为了进一步理解此类攻击的本质以及由本系统提供的优点，考虑图2中所示的情形，其图示出示例性双方中继攻击如何发生。一般而言，有效地使用两个“窃贼”（图示为两个收发器部件201和202）来扩展移动平台120与密钥装置102之间的通信的范围。具体地，低频接收器212（具有关联天线226和微处理器214）接收由移动平台120发送的一个或多个典型无源低频信号。该信号然后经由发送器213（例如，远程2.4 GHz发送器）被发送到收发器部件202内的相应接收器222。此信号然后作为低频信号（经由部件223和227）被发送到密钥装置102。亦即，收发器201和202已经以密钥装置102有效地相信低频信号在移动平台120的某个预定范围内的方式有效地将低频信号从移动平台120中继到装置102。结果，密钥装置102向接收器221发送相应RF信号，接收器221将该信号经由发送器220发送到收发器201内的接收器211。该信号然后被发送器210转换成适当的RF信号并发送到移动平台120，因此窃贼1可以在密钥102没有在附近的情况下进入和/或激活移动平台。
如上所述，本系统的优点是其不仅考虑到密钥装置102相对于移动平台120的位置（例如，密钥装置102是否足够接近而使得可以进入和/或启动移动装置120），而且考虑到密钥装置102的运动（例如，其是移动的还是固定不动的、移动的性质、其已经移动或固定不动多长时间等）。简要地参考图3的概念框图，可以将系统的操作图示为确定模块300（包括硬件和软件的任何适当组合），其将位置信息302（例如，从已从被结合到移动平台中的各种低频发送器部件123—128接收到的信号导出的范围信息）以及运动信息301（例如，来自运动传感部件109的加速度计数据）取作其输入。通过利用运动信息301，可以大大地降低系统100针对中继攻击的脆弱性。
在各种实施例中，可以使用位置和运动信息302和301来部分地确定密钥装置102是在移动平台120的内部（131）还是外部（130）。基于该确定，可以限制被动进入和/或被动启动功能。在其它实施例中，当密钥装置102在移动平台120内部且运动信息301指示密钥装置102基本上固定不动时允许被动进入和/或被动启动功能。在另一实施例中，当确定密钥装置102处于“行走”状态时，被动启动是受限的，因为不太可能用户将在行走时同时试图启动车辆。
在各种实施例中，当（a）密钥装置102在移动平台120外面和（b）不存在运动已达某个预定时间量（例如，约5分钟）时，系统禁止被动进入和/或被动启动。
在各种实施例中，当（a）密钥装置102在移动平台120外面、（b）不存在运动已达预定间隔（例如，约5分钟）以及（c）密钥装置102接收到被动进入和/或被动启动请求时，系统触发某种形式的警报。
在另一实施例中，当不存在运动已达预定时间量（例如，约72小时）时，密钥装置102禁用对来自移动平台120的请求的接收。
在另一实施例中，当不存在密钥装置102的运动已达预定时间量（例如，约5分钟）时禁止移动平台120的欢迎照明特征。
在某些实施例中，当密钥装置102响应外部门把手被动请求（例如，经由图1中的侧面天线部件123或126）时，密钥装置102确定其在移动平台120“外面”。当密钥装置102接收到按钮启动请求、所有门关闭请求、后备箱关闭请求或离开（walkaway）锁闭请求但并未进行响应时，也可以认为密钥装置102在外面。
在某些实施例中，当密钥装置102响应外部门把手被动请求（例如，经由图1中的侧面天线部件123或126）时，移动平台120确定密钥装置102在“外面”。当BCM 121接收到按钮启动请求、所有门关闭请求、后备箱关闭请求或离开锁闭请求但并未进行响应时，也可以认为密钥装置102在外面。
总而言之，图4是图示出根据一个实施例的方法的高级流程图。首先，在步骤401处，响应于密钥装置102从移动平台120接收到低频信号而生成请求。此请求（例如，被动请求）可以与打开移动平台120的门、激活移动平台120等相关联。接下来，在步骤402中，密钥装置102（例如，处理器110）从运动传感器部件109接收运动信息。同样地，在步骤403中，密钥装置102接收位置信息（例如，经由低频发送器123—128）。利用在步骤402和403中接收到的信息，系统（在步骤404中）确定请求是否是有效的。如果请求是有效的，则密钥装置102可以用适当的RF信号进行响应。基于运动信息，密钥装置102可以禁止进入移动平台120、关掉认证请求的接收和/或生成某种形式的警报。在其它实施例中，向移动平台120的BCM 121发送信息，并且BCM 121进行关于请求是否有效的判定。
虽然在前述具体实施方式中已经提出了至少一个示例性实施例，但应认识到的是存在许多变化。还应认识到的是一个或多个示例性实施例仅仅是示例，并不意图以任何方式限制本公开的范围、适用性或配置。相反地，前述具体实施方式将为本领域的技术人员提供用于实现一个或多个示例性实施例的方便指南。应理解的是，在不脱离如在所附权利要求及其法定等价物中阐述的本公开的范围的情况下，可对要素的功能和布置进行各种改变。

Claims (5)

1.一种中继攻击阻止系统，包括：
移动平台，其包括在其中提供的移动平台接收器部件和多个移动平台发送器部件；
密钥装置，其包括密钥接收器部件、密钥发送器部件以及被配置成产生与密钥装置的移动相关联的运动信息的运动传感器部件，所述密钥装置被配置成在所述密钥接收器部件处接收来自所述多个移动平台发送器部件中的至少一个的一个或多个第一信号并基于所述运动信息和从所述一个或多个第一信号导出的位置信息向所述移动平台接收器部件可选择地发送第二信号；以及一个或多个处理器，其配置成：使用位置信息和运动信息确定密钥装置是否位于移动平台的内部中；以及基于密钥装置的移动以及对密钥装置是否位于移动平台的内部中的确定，选择性地允许被动进入移动平台和/或对移动平台的被动启动功能；所述密钥装置使用运动信息确定密钥装置的运动是否与人类行走一致或者其在移动平台移动的同时是否位于移动平台内；基于运动信息，密钥装置禁止进入移动平台、关掉认证请求的接收和/或生成警报。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个处理器被配置成基于所述运动信息来确定所述密钥装置是否正在被运动中的用户所携带。
3.一种密钥装置，包括：
处理器；
密钥接收器部件；
密钥发送器部件；以及
被配置成产生与密钥装置的移动相关联的运动信息的运动传感器部件；
其中，所述处理器被配置成执行软件代码，所述软件代码执行下列步骤：
接收来自在所述密钥装置外部的多个移动平台发送器部件中的至少一个的一个或多个第一信号；以及
基于所述运动信息和从所述一个或多个第一信号导出的位置信息向移动平台接收器部件可选择地发送第二信号，其中位置信息包括关于密钥装置是否位于移动平台的内部中的确定，以及其中第二信号包括基于密钥装置的移动以及对密钥装置是否位于移动平台的内部中的确定选择性地允许被动进入移动平台和/或对移动平台的被动启动功能的一个或多个指示；所述密钥装置使用运动信息确定密钥装置的运动是否与人类行走一致或者其在移动平台移动的同时是否位于移动平台内；基于运动信息，密钥装置禁止进入移动平台、关掉认证请求的接收和/或生成警报。
4.一种中继攻击阻止方法，包括：
在密钥装置处接收来自多个移动平台发送器部件中的至少一个的一个或多个第一信号；
基于与所述密钥装置相关联的运动信息和基于所述一个或多个第一信号的与所述密钥装置相关联的位置信息向所述移动平台接收器部件可选择地发送第二信号，所述运动信息与密钥装置的移动相关联，并且所述位置信息与所述密钥装置相对于移动平台的相对位置相关联；
在一个或多个处理器处，使用位置信息和运动信息确定密钥装置是否位于移动平台的内部中；以及
基于密钥装置的移动以及密钥装置是否位于移动平台的内部中的确定，经由一个或多个处理器，选择性地允许被动进入移动平台和/或对移动平台的被动启动功能；所述密钥装置使用运动信息确定密钥装置的运动是否与人类行走一致或者其在移动平台移动的同时是否位于移动平台内；基于运动信息，密钥装置禁止进入移动平台、关掉认证请求的接收和/或生成警报。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述一个或多个处理器基于所述运动信息来确定其是否正在被运动中的用户所携带。
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